یادگیری جامع کنترل خودکار در مهندسی برق: از ریشه تا پیاده‌سازی

به دوره جامع ما، "نظریه نهایی کنترل خودکار در مهندسی برق" خوش آمدید. در این دوره، هر آنچه را که یک مهندس برق برای تسلط بر نظریه کنترل خودکار از ابتدا نیاز دارد، فرا خواهید گرفت. این دوره برای پوشش دادن مباحث کلیدی مانند تحلیل ریشه-مکان (Root Locus)، کنترل‌کننده‌های PID، کامپنسیتورها، نمودار بود (Bode Plot) و معیار نایکوئیست (Nyquist) طراحی شده است.

آنچه دانشجویان از این دوره فرا خواهند گرفت:

• مبانی سیستم‌های کنترل:

  • درک اصول اولیه کنترل خودکار و اهمیت آن.
  • شناخت کاربردهای سیستم‌های کنترل در صنایع مختلف.

• مدل‌سازی ریاضی:

  • ساخت مدل‌های ریاضی برای سیستم‌های الکتریکی و مکانیکی.
  • تسلط بر سری فوریه، تبدیل فوریه، تبدیل لاپلاس و سیستم‌های خطی تغییرناپذیر با زمان (LTI).

• تکنیک‌های نمودار بلوکی و گراف جریان سیگنال:

  • تسلط بر مفاهیم نمودارهای بلوکی و روش‌های ساده‌سازی آن‌ها.
  • تبدیل نمودارهای بلوکی به گراف‌های جریان سیگنال (SFG) و کاربرد فرمول میسون.

• تحلیل پاسخ زمانی:

  • تحلیل پاسخ زمانی سیستم‌های مرتبه اول و دوم.
  • درک معیارهای کلیدی مانند زمان صعود، زمان پیک و زمان نشست.

• تحلیل پایداری:

  • تعیین پایداری سیستم با استفاده از معیار راث-هوروییتز.
  • محاسبه خطای حالت پایدار برای ورودی‌ها و سیستم‌های مختلف.

• مکانیسم ریشه و روش‌های پاسخ فرکانسی:

  • یادگیری رسم نمودار مکان ریشه و تحلیل تاثیر آن بر رفتار سیستم.
  • انجام تحلیل پاسخ فرکانسی با استفاده از نمودارهای قطبی، معیار نایکوئیست و نمودارهای بود.

• کامپنسیتورها و کنترل‌کننده‌های PID:

  • طراحی و پیاده‌سازی انواع کامپنسیتورها در سیستم‌های کنترل.
  • یادگیری و تنظیم کنترل‌کننده‌های PID با استفاده از روش‌هایی مانند زیگلر-نیکولز و بهینه‌سازی ازدحام ذرات.

• مقدمه و مبانی تولیدکنندگان توزیع‌شده (DGs):

  • درک مفاهیم پایه، اهمیت و طبقه‌بندی تولیدکنندگان توزیع‌شده.
  • آشنایی با فناوری‌های مختلف DG، شامل پیل‌های سوختی هیدروژنی، اولترا کپسیتورها و سیستم‌های ذخیره انرژی فلایویل.
  • بررسی اصول، عملکرد و اهداف کنترلی SSG ها.
  • تحلیل رابطه بین توان فعال و راکتیو در ماشین‌های سنکرون.
  • درک کنترل اسکالر، تولید سیگنال‌های سوئیچینگ و کنترل جریان هیسترزیس.

• تکنیک‌های پیشرفته کنترل برای SSG ها:

  • تسلط بر نمایش فضای برداری سیستم‌های سه فاز متعادل.
  • کسب مهارت در تبدیل‌های کلارک و پارک، تبدیل فریم و روش‌های حفظ توان.
  • پیاده‌سازی استراتژی‌های کنترل برداری، از جمله کنترل حلقه باز و بسته SSG ها.
  • یادگیری تخمین زاویه فازور، ادغام فیلترها با شیفت فاز تاخیر و کاربرد سیستم‌های حلقه قفل فاز (PLL).

• سیستم‌های فتوولتائیک (PV) و ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT):

  • درک مبانی سیستم‌های PV متصل به شبکه و تکنیک‌های MPPT.
  • تحلیل و پیاده‌سازی روش "اغتشاش و مشاهده" برای ردیابی حداکثر توان.
  • یادگیری کنترل برداری سیستم‌های PV تک مرحله‌ای.
  • توسعه مدل‌های شبیه‌سازی برای سیستم‌های PV متصل به شبکه در MATLAB/Simulink.
  • طراحی آرایه‌های PV، حلقه‌های کنترل و سایر اجزای سیستم برای شبیه‌سازی‌های جامع.
  • تست و اعتبارسنجی عملکرد سیستم، از جمله کنترل ولتاژ در نقطه اتصال مشترک.
  • درک وضعیت‌های سوئیچینگ اینورتر دو سطحی و پیاده‌سازی مدولاسیون عرض پالس سینوسی (SPWM) برای کنترل دقیق.
  • یادگیری اصول کنترل فیدفوروارد جداکننده، پیاده‌سازی حلقه‌های کنترل در MATLAB و محاسبه امپدانس معادل.

این دوره، درک جامعی از سیستم‌های کنترل، از مفاهیم بنیادی تا تکنیک‌های پیشرفته، را ارائه می‌دهد و اطمینان حاصل می‌کند که دانشجویان برای به‌کارگیری این مهارت‌ها در سناریوهای واقعی به خوبی آماده هستند.

کلمات کلیدی مرتبط با سئو:

کنترل خودکار، مهندسی برق، تحلیل ریشه-مکان، کنترل PID، کامپنسیتورها، نمودار بود، معیار نایکوئیست، سیستم‌های کنترل، مدل‌سازی ریاضی، سری فوریه، تبدیل فوریه، تبدیل لاپلاس، سیستم‌های LTI، نمودار بلوکی، گراف جریان سیگنال، فرمول میسون، پاسخ زمانی، پایداری سیستم، راث-هوروییتز، خطای حالت پایدار، پاسخ فرکانسی، تولیدکنندگان توزیع‌شده (DGs)، SSG، کنترل اسکالر، کنترل هیسترزیس، تبدیل کلارک، تبدیل پارک، کنترل برداری، حلقه قفل فاز (PLL)، سیستم‌های PV، MPPT، شبیه‌سازی MATLAB/Simulink، اینورتر، SPWM.